Az 1990-es évek közepe óta, amikor felfedezték az első bolygót egy másik csillag körül, a csillagászok exobolygókat gyűjtöttek. Egy új tanulmányban a csillagászok ezeket a bolygókat osztályozták, és megállapították, hogy az eddig talált bolygók többsége két csoportra oszlik: sziklás földi bolygókra és a nagyobb mini-neptunuszra. A csapat a NASA Kepler-missziójának és a Keck obszervatóriumának adatait használta fel.
Valójában a tanulmány azt mutatja, hogy a mi galaxisunk kétféle bolygót részesít előnyben: a Föld méretének 1,75-szeres sziklás világát és a földdel 2–3,5-szer nagyobb, gázzal borított mini-neptunuszokat. A Tejútrendszer ritkán képez olyan méretű bolygókat e két csoport között.
A diagram a 100 csillagra jutó kis exobolygók számát mutatja, a Földhöz viszonyított méretüktől függően. Hitel: NASA / Ames / Caltech / Hawaii Egyetem (BJ Fulton)
„A Naprendszerben nincsenek olyan bolygók, amelyek nagysága a Föld és a Neptunusz között lenne. Kepler egyik legnagyobb meglepetése, hogy szinte minden csillagnak van legalább egy bolygója, amely nagyobb, mint a Föld, de kisebb, mint a Neptunusz. Szeretnénk tudni, mik ezek a titokzatos bolygók, és miért nincsenek velük”- mondja Eric Petigura, a tanulmány társszerzője a Kaliforniai Műszaki Intézetben (USA).
Kepler távoli világokat keres a tranzit módszerrel. A napfogyatkozás nagysága korrelál a bolygó méretével, de a méretének pontos meghatározásához meg kell mérni a csillagát. A Kaliforniai Műszaki Intézet tudósainak egy csoportja több intézmény munkatársaival együtt alaposabban megvizsgálta a bolygók méretét a Keck Obszervatórium segítségével. Éveket töltöttek 2000 bolygóval rendelkező csillagok spektrális adatait a Kepler katalógusból. A spektrális adatok pontos méréseket szolgáltattak a csillagok méretéről, ami lehetővé tette a kutatók számára, hogy meghatározzák a körülöttük keringő exomerek méretét.
A Keck Obszervatórium új adataival a kutatók négyszer pontosabban tudták meghatározni 2000 bolygó méretét. Amikor a tudósok szétválogatták őket, meglepődve tapasztaltak szembeötlő szakadékot a sziklás földcsoportok és a mini-Neptunusz között.
A rés oka nem világos, de a tudósok két lehetséges magyarázattal álltak elő. Az első azon az elgondoláson alapszik, hogy a természet inkább nagyjából a Föld méretű bolygókat hoz létre. Ezen bolygók egy része - még nem teljesen megértett okokból - végül elegendő gázt fog el, hogy "átlépje a határt" és gáznemű mini-neptunuszokká váljon.
A diagram bemutatja, hogyan alakulnak ki a Föld méretű exobolygók és a mini-neptun. Hitel: NASA / Ames / Caltech / Hawaii Egyetem (BJ Fulton)
Promóciós videó:
- A Mini Neptunuszok olyanok, mint a sziklák, amelyek körül nagy gázgolyók vannak. A golyóban lévő hidrogén és hélium nem járul hozzá az egész rendszer tömeggyarapodásához, de óriási mértékben hozzájárulnak a térfogathoz, így a bolygók nagyságrendileg sokkal nagyobbak”- folytatja Eric Petigura.
A második lehetséges ok, amiért a bolygóknak nincs közepes mérete, a gázveszteséggel vagy inkább égéssel jár, ha a gazda csillag sugárzásának vannak kitéve. Mindkét forgatókönyv valószínűleg megmagyarázza a bolygó méretbeli különbségét. „A jövőben a kutatók azt tervezik, hogy tanulmányozzák ezeken a bolygókon található nehéz elemek tartalmát annak érdekében, hogy többet megtudjanak összetételükről. A bolygócsillagászat aranykorában élünk, mert más csillagok körül több ezer bolygót találunk. Jelenleg a mini-neptun összetételének megértésén dolgozunk. Ennek meg kell magyaráznia, hogy ezek a világok miért alakulnak ki olyan gyakran más csillagok pályáján, és miért nincsenek a Nap körül”- összegezte Eric Petigura.
Roman Zakharov